디지털트윈 기술을 활용한 연안 재난재해 예측

Abstract

지구온난화와 기후변화에 따라 연안에서 위험이 가중되고 있는 태풍·해일·월파와 같은 해양 재난재해에 대해 3차원 공간분석 기반기술과 4D 디지털트윈 모델 및 과학적 가시화 기술을 바탕으로 피해지역을 예측 분석하였다. 이를 위해 현실세계의 지형지물과 동일한 해양 디지털트윈 데이터를 구축하고 해일, 월파 시뮬레이션에 필요한 입력 데이터를 3차원 공간정보를 바탕으로 추출 생성, 시뮬레이션을 구동시켜 나온 결과를 다시 3차원 공간정보에 가시화하여 연안재해 피해 지역을 예측할 수 있도록 구성하였다. 태풍 시뮬레이션은 태풍 진입 시점의 조석 예측치, 태풍에 의한 해수면 상승높이(해일고) 등 기상예보데이터와 3차원 공간정보 상의 해안 구조물 정보를 바탕으로 월파 가능성을 예측하고 EurOtop 매뉴얼 산정식을 바탕으로 경사식 및 직립식 월파량을 계산하였고 Flow-3D 수치모델로 시뮬레이션한 결과를 활용하였다. 또한, 월파로 인한 침수 지역을 예측하기 위해 피해 예상 지형의 상대 고도를 분석하여 침수범람한 물의 흐름을 분석 시각화하였다. 해일 피해 지역 분석은 2020년 발표된 “지진해일로 인한 해안 침수 분석을 위한 셀 오토마타 기반의 시뮬레이션 모델 개발: 광안리 해변 사례 연구“ 논문에서 소개한 셀 오토마타를 바탕으로 에너지의 확산을 모의 실험하는 방식을 기반으로 분석하였다. 특히, 시뮬레이션에 필요한 입력 데이터를 3차원 공간정보에서 자동 추출하여 생성하였고 시뮬레이션 결과를 3차원 공간정보에 매쉬업하여 정확한 해일의 확산 경로와 피해 지역을 예측할 수 있도록 개발하였다.